2015 Fiscal Year Annual Research Report
太陽コロナ・彩層加熱現象に迫る－ひので・IRIS・CLASPからSOLAR-Cへ
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25220703
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
常田 佐久 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 理事 (50188603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝川 行雄 国立天文台, 太陽天体プラズマ研究部, 助教 (00399289)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | 太陽物理学 / 国際協力 / 人工衛星 / ロケット / プラズマ・核融合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ひので衛星は彩層・遷移層が極めて活動的で重要だとのパラダイム転換をもたらし、そこでの磁場構造と活動現象の同時観測がSOLAR-C衛星の重要目的となった。本研究ではSOLAR-C衛星計画推進のため、2つの相補的研究、①観測ロケット実験CLASPによる新しい磁場計測方法の開拓・②彩層の3次元観測に取組んでいる。
前者では、平成27年4月に紫外線偏光分光観測装置を日本で完成させ、平成27年9月に米国ホワイトサンズでロケット実験を成功させた。太陽リム近傍の静穏領域で取得した質の高いライマンα輝線の偏光スペクトルには、既存の太陽大気モデルや原子の偏光線輪郭形成モデルによる予想を超えた振舞いも発見され、想定以上に複雑に入り組んだ太陽大気構造が示唆されている。そして、ハンレ効果の感度が異なるライマンα輝線と近傍の電離シリコン輝線を使って、一部の太陽構造ながらハンレ効果の同定に成功した。これらの科学成果は平成27年度のみで2件の招待講演を行うなど世界的関心も高く、早急に査読論文にまとめる。また、再飛翔実験CLASP2を同じ国際連携の枠組みで立案し、光学系の検討や新たなスリット鏡の開発なども開始した。本年度夏のNASAへの提案は残念にも不採択だったが、CLASPの観測結果も精査することで平成28年に再提出する予定である。
一方後者では、IRIS・ひので共同観測により、プロミネンス中の波動や彩層中のジェット現象を調べる高解像度・高精度なデータを手にすることに成功し、波動による大気加熱のメカニズムやジェットを駆動する磁場構造の起源などについて新しい成果が得られた。研究成果を、査読論文出版とともに国際学会での講演(招待講演は平成27年度までで11件)で広く発信しており、国際的な評価も高い。さらなる発展を見すえて、新たに観測を開始した地上光学望遠鏡やALMA電波望遠鏡との共同観測も計画している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
観測ロケット実験CLASPは当初の想定から半年遅れの平成27年9月の実施となったが、すべてが完璧に機能し、ライマンα線での高精度偏光データの取得に成功した。これは、①高難度の装置開発、②我々には未経験の米国ロケット、③真空紫外線で初のハンレ効果のデータ取得、④将来を見据えて未経験な若手研究者での研究主導など、多くの不確定要素を含んだ実施項目だったが、それらを克服しての達成は顕著な成果といえる。観測された偏光データは想像以上に多彩だが、当初目的のハンレ効果検出を超える予想外な成果も期待できる。実際、これまで以上に正確な太陽大気モデルの構築にも貢献が期待されている。
また、当初は2回の飛翔で想定していたライマンα線での偏光取得が、初飛翔で取得できたため、さらなる発展として装置を改造し観測波長を変更する。その実験実施は研究期間終了後になるが、紫外線偏光分光観測による磁場診断の手法が、再飛翔でより確実なものとなることで、より優れた衛星計画の立案ができる。
一方、ひので・IRIS衛星の共同研究では、彩層・プロミネンスの視線方向速度や遷移層・コロナの加熱現象が得られるIRISとの協調観測で、コロナ加熱への寄与が考えられる波動や磁気リコネクションによる大気加熱に迫るのが目的である。IRIS衛星をよく知るNASA側研究者と連携し、両衛星の機能を最大限活用した観測ができている。中でも、プロミネンス(約1万度)の消失後に高温成分(＞10万度)の出現を捉えた現象では、プロミネンス内の波動の視線速度から共鳴吸収による加熱であることを示した。また、黒点でのジェット現象では、磁気リコネクションが加熱とジェットを引き起こすことを、観測と理論計算の両面から明らかにした。国際学会での11件の招待講演(平成26～27年度)は国際的な高い評価を表し、解析セミナーの開催で国内での研究促進にも大きく貢献している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年9月に実施したCLASPの初飛翔ロケット観測で得たライマンα輝線の偏光解析を進める。そして初期成果を査読論文としてまとめ、国際会議等での講演を通じて成果を公表する。また、同じくCLASPに搭載されいているライマンα線の2次元撮像光学系のデータについても、0.6秒という高時間分解能を活かした彩層・コロナ加熱の研究を進めていく。なお、回収されたCLASP観測装置を活用する再飛翔実験CLASP2では、太陽彩層上部の磁場計測でライマンα輝線同様に有望な電離マグネシウムの紫外スペクトル線(波長280nm)を観測する計画であるが、平成28年に改めてNASAに観測ロケット実験を提案するとともに、採択後速やかに実施に移れるよう、並行して必要となる光学系の改良と光学素子開発を進める。
一方、「ひので」・IRISの共同観測研究については、両者の協調観測により得られたデータ解析を引続き進め、国際会議講演や査読論文にて成果を公表する。さらに、より時間分解能を追求した協調観測を地上光学望遠鏡やALMA電波望遠鏡と組み合わせて実施する。
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[Presentation] Initial Results of Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter (CLASP)2016
Author(s)
R. Ishikawa, R. Kano, A. Winebarger, F. Auchere, J. Trujillo Bueno, N. Narukage, K. Kobayashi, T. Bando, Y. Katsukawa, M. Kubo, S. Ishikawa, G. Giono, H. Hara, Y. Suematsu, T. Shimizu, T. Sakao, S. Tsuneta, K. Ichimoto, M. Goto, J. Cirtain, B. De Pontieu, R. Casini, R. Manso Sainz, A. Asensio Ramos, J. Stepan, 他
Organizer
ALMA-IRIS-DKIST Workshop
Place of Presentation
Boulder, U.S.A.
Year and Date
2016-03-15 – 2016-03-18
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 太陽Lymanα線偏光分光観測ロケット実験CLASPでの彩層散乱偏光観測2016
Author(s)
鹿野良平, 成影典之, 石川遼子, 久保雅仁, 勝川行雄, Giono, G., 坂東貴政, 原 弘久, 末松芳法, 石川真之介, 清水敏文, 坂尾太郎, 後藤基志, 一本 潔, 他
Organizer
日本天文学会2016年春季年会
Place of Presentation
首都大学東京 (東京都八王子市)
Year and Date
2016-03-14 – 2016-03-17
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[Presentation] CLASP/SJで捉えた太陽彩層に偏在し高速で伝播する準周期的振動現象2016
Author(s)
久保雅仁, 勝川行雄, 末松芳法, 鹿野良平, 坂東貴政, 原 弘久, 成影典之, 石川遼子, Giono, G., 石川真之介, 常田佐久, 他
Organizer
日本天文学会2016年春季年会
Place of Presentation
首都大学東京 (東京都八王子市)
Year and Date
2016-03-14 – 2016-03-17
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[Presentation] CLASPが捉えた太陽ライマンα線偏光スペクトルの時間変化2016
Author(s)
成影典之, 鹿野良平, 石川遼子, 久保雅仁, 勝川行雄, Giono, G., 坂東貴政, 原 弘久, 末松芳法, 飯田佑輔, 石川真之介, 清水敏文, 坂尾太郎, 常田佐久, 他
Organizer
日本天文学会2016年春季年会
Place of Presentation
首都大学東京 (東京都八王子市)
Year and Date
2016-03-14 – 2016-03-17
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[Presentation] 太陽ライマンアルファ線偏光分光観測ロケット CLASP 飛翔時の波長板モーターの性能2016
Author(s)
石川真之介, 清水敏文, 鹿野良平, 坂東貴政, 石川遼子, Giono, G., Beabout, D., Beabout, E., 中山聡, 田島祟男, 他CLASPチーム
Organizer
日本天文学会2016年春季年会
Place of Presentation
首都大学東京 (東京都八王子市)
Year and Date
2016-03-14 – 2016-03-17
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[Presentation] 太陽ライマンα線偏光分光観測ロケット実験CLASPの観測報告2016
Author(s)
鹿野良平, 成影典之, 石川遼子, 久保雅仁, 勝川行雄, G. Giono, 坂東貴政, 原 弘久, 末松芳法, 石川真之介, 清水敏文, 坂尾太郎, 後藤基志, 一本 潔, A. Winebarger, K. Kobayashi(NASA/MSFC), J. Trujillo Bueno, F. Auchere, CLASPチーム
Organizer
第16回宇宙科学シンポジウム
Place of Presentation
宇宙科学研究所 (神奈川県相模原市)
Year and Date
2016-01-06 – 2016-01-07
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[Presentation] Initial Results of Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter (CLASP) (invited)2015
Author(s)
R. Ishikawa, R. Kano, A. Winebarger, F. Auchere, J. Trujillo Bueno, N. Narukage, K. Kobayashi, T. Bando, Y. Katsukawa, M. Kubo, S. Ishikawa, G. Giono, H. Hara, Y. Suematsu, T. Shimizu, T. Sakao, S. Tsuneta, K. Ichimoto, M. Goto, J. Cirtain, B. De Pontieu, R. Casini, R. Manso Sainz, A. Asensio Ramos, J. Stepan, 他
Organizer
Asia-Pacific Solar Physics Meeting (APSPM) 2015
Place of Presentation
Seoul, Korea
Year and Date
2015-11-03 – 2015-11-06
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] CLASP: reaching below the 0.1% polarization sensitivity2015
Author(s)
G. Giono, R. Ishikawa, N. Narukage, R. Kano, Y. Katsukawa, M. Kubo, S. Ishikawa, T. Bando, H. Hara, Y. Suematsu, A. Winebarger, K. Kobayashi, F. Auchere, J. Trujillo Bueno
Organizer
9th Hinode Science Meeting
Place of Presentation
Belfast, Northern Ireland
Year and Date
2015-09-14 – 2015-09-18
Int'l Joint Research
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